DE2718904C3

DE2718904C3 - Circuit arrangement for linearity correction for a cathode ray tube

Info

Publication number: DE2718904C3
Application number: DE2718904A
Authority: DE
Inventors: Harvey Leon Beaverton Oreg. Golladay; Binoy Anthony Aloha Oreg. Rosario
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1976-05-03
Filing date: 1977-04-28
Publication date: 1982-02-04
Also published as: US4039899A; JPS586425B2; CA1096049A; NL171402B; NL171402C; NL7700723A; FR2350750B1; GB1545373A; DE2718904B2; JPS52133716A; FR2350750A1; DE2718904A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Linearitätskorrektur für eine Kathodenstrahlröhre, die eine Fokussierelektrode und ein mit Ablenksignalen beaufschlagbares Ablenksystem für einen quer zu einem Darstellungsschirm ablenkbaren Elektronenstrahl aufweist, wobei die Abienksignale Korrekturstufen zuführbar sind, die von Korrektursignalen beaufschlagt sind, die durch weitere Verarbeitung von aus den horizontalen und vertikalen Ablenksignalen erzeugten Absolutwertsignalen erhalten sind.The invention relates to a circuit arrangement for linearity correction for a cathode ray tube, a focusing electrode and a deflection system to which deflection signals can be applied has an electron beam deflectable transversely to a display screen, the deflection signals Correction stages can be fed to which correction signals are applied by further processing obtained from absolute value signals generated from the horizontal and vertical deflection signals are.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist bekannt (DE-OS 20 05 477). Die Absolutwertsignale werden bei dieser Schaltungsanordnung quadriert und danach einem Summierverstärker zugeführt, der eine Vervielfacherschaltung speist Der Ausgang der Vervielfacherschaltung ist mit Eingängen zweier spannungsabhängiger Widerstandstufen verbunden, die die zugeführten Ablenksignale bedampfen, bevor diese über je einen Ablenkverstärker die Ablenkspulen der Kathodenstrahlröhre beaufschlagen. Die Parameter der bekannten Schaltung zur Linearitätskorrektur werden anhand des jeweiligen Bildschirmradius der Kathodenstrahlröhre, des Ablenkradius und des Abstands des Bildpunkts vom Zentrum des Bildschirms durch Abschätzung der Konstanten einer Übergangsfunktion ermittelt, die das nichtlineare Verhalten der Kathodenstrahlröhre in Abhängigkeit von der Eingangsspannuog kompensiertSuch a circuit arrangement is known (DE-OS 20 05 477). The absolute value signals are at squared this circuit arrangement and then fed to a summing amplifier, which is a multiplier circuit feeds The output of the multiplier circuit is voltage-dependent with two inputs Connected resistance stages, which attenuate the supplied deflection signals before each one Deflection amplifiers act on the deflection coils of the cathode ray tube. The parameters of the known Circuit for linearity correction are based on the respective screen radius of the cathode ray tube, the deflection radius and the distance of the pixel from the center of the screen by estimating the Constants of a transition function determined, which the non-linear behavior of the cathode ray tube in Compensated depending on the input voltage

Weiterhin ist eine Schaltung zur LJnearitätskorrektur bei Kethodenstrahlröhren bekannt, die Rückkopplungsstromkreise enthält, mit denen das den jeweiligen Ablenkspulen zugeführte Signal wieder auf den Eingang einer Korrekturschaltung rückgekoppelt wird (DE-PS 22 36 630). Diese bekannte Schaltung enthält zahlreiche Multiplizierschaltungen, Addierschaltungen und Verstärker. Die Verstärkungsgrade von Verstärker- und Addierschaltungen werden so gewählt, daß die Ablenkspannungen zur Vermeidung von Positionsfehlern korrigiert werden. Der Aufbau und die Abmessungen der jeweiligen Kathodenstrahlröhre bestimmen die Werte der Verstärkungsgrade.There is also a circuit for linearity correction known in Kethods ray tubes that contains feedback circuits with which the respective Signal fed to deflection coils is fed back to the input of a correction circuit (DE-PS 22 36 630). This known circuit includes numerous multipliers, adding circuits and amplifiers. The gain of amplifier and adder circuits are chosen so that the deflection voltages corrected to avoid positional errors. The structure and the dimensions of the respective cathode ray tube determine the values of the gain levels.

Eine ausführliche Behandlung der zur Korrektur der Kissenverzeichnung notwendigen Vorverzerrung wurde von A. E. Popodi im Aufsatz: »Linearity Correction for Magnetically Deflected Cathode-Ray Tubes« in EDN Magazin, Januar 1964, Seiten 124 bis 139 veröffentlicht Popodi stellte fest, daß der Fehler in der Lichtfleckverzerrung bestimmt werden kann, wenn der Ablenkwinkel bekannt ist Während er mathematische Gleichungen entwickelt hat, die die Kissenverzeichnung und die notwendige Korrektur beschreiben, schlägt Popodi eine verwickelte Schaltung vor, die zahlreiche Dioden und Widerstände aufweist, mit denen eine stückweise lineare Näherung der Korrekturfunktion erzielt wird. Später wurde eine Näherung durch Reihenentwicklung und komplizierte Schaltungen vorgeschlagen, die Analog-Digital-Umsetzerschaltungen enthalten, um eine Näherung der Korrekturfunktion zu erreichen.A detailed treatment of the pre-distortion necessary to correct the pincushion distortion was given by A. E. Popodi in the article: "Linearity Correction for Magnetically Deflected Cathode-Ray Tubes" in EDN Magazine, published January 1964, pages 124-139. Popodi noted that the error was in the Spot distortion can be determined if the deflection angle is known while being mathematical Has developed equations that describe the pincushion distortion and the necessary correction suggests Popodi proposes an intricate circuit that has numerous diodes and resistors to create a piecewise linear approximation of the correction function is achieved. Later an approximation was made by Series development and complicated circuits proposed the analog-to-digital converter circuits included in order to approximate the correction function.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs erläuterten Gattung derart weiterzuentwickeln, daß zusätzlich zu einer mit einfachen Mitteln erzielbaren unverzerrten Darstellung eine leichte Anpassung an flache oder gekrümmte Frontflächen von Kathodenstrahlröhren und unterschiedlichen Ablenkwinkeln möglich istThe invention is based on the object of a circuit arrangement of the type explained at the beginning to be further developed in such a way that in addition to an undistorted representation that can be achieved with simple means easy adaptation to flat or curved front surfaces of cathode ray tubes and different Deflection angles is possible

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Absolutwsrtsignale zusammen mit einem von einem Bezugssignalgenerator abgegebenen Signal, das der axialen Länge zwischen dem Ablenksystem und dem Darstellungsschirm proportional ist, einer die Signale quadrierenden und aus der Quadratsumme die Wurzel bildenden Schaltung zuführbar sind, deren Ausgangssignale, die der Länge des Elektronenstrahls zwischen dem Ablenksystem und dem Darstellungsschirm, unabhängig vom Ablenkwinkel, proportional sind, den als Verstärker ausgebildeten Korrekturstufen zuführbar sind, deren Verstärkungsgrade durch die Ausgangssignale gemäß dem Cosinus des Ablenkwinkels steuerbar sind.The object is achieved according to the invention by that the absolute value signals together with a signal output by a reference signal generator, the is proportional to the axial length between the deflection system and the display screen, one of the signals squaring and from the sum of squares the root forming circuit can be supplied, the output signals of which, that of the length of the electron beam between the deflection system and the display screen, regardless are proportional to the deflection angle, can be fed to the correction stages designed as amplifiers are, the gain of which can be controlled by the output signals according to the cosine of the deflection angle are.

Durch die Änderung des Signals des Bezugssignalgenerators bzw. die Änderung der zusammen mit diesem Signal zur Bildung einer Quadratsumme und deren Wurzel verarbeiteten Signale kann die Anordnung auf einfache Weise an Kathodenstrahlröhren mit verschiedenen Ablenkwinkeln, Bildseitenverhältnissen und Krümmungen des Bildschirms angepaßt werden. Darüber hinaus zeichnet sich die Anordnung durch einen einfachen Aufbau aus.By changing the signal of the reference signal generator or changing the together with The arrangement can use this signal to form a square sum and its root processed signals in a simple way on cathode ray tubes with different deflection angles and aspect ratios and curvatures of the screen can be adjusted. In addition, the arrangement is characterized by a simple structure.

Vorzugsweise sind den die Absolutwertsignale erzeugenden Spannungsabsolutwertschaltungen ein Paar von Spannungs-Strom-Umwandlern zur Umwandlung der vertikalen und horizontalen Ablenksignale inThe voltage absolute value circuits which generate the absolute value signals are preferably on Pair of voltage-to-current converters for converting the vertical and horizontal deflection signals into

absolute Signalströme nachgeschaltet, die der Schaltung zur Bildung der Quadratwurzel aus der Summe der Quadrate der Eingangsströme zuführbar sind. Bei dieser Anordnung werden die Absolutwerte der X- und K-Ablenkspannungen in proportionale Stromwerte umgewandelt und der nach einem Wurzelgesetz arbeitenden Schaltung zusammen mit einem Bezugsstrom zugeführt, der der Länge der zentralen oder Z-Achse der Kathodenstrahlröhre zwischen dem Ablenkpunkt und dem Schirm proportional ist. Die nach einem Wurzelgesetz arbeitende Schaltung erzeugt einen Strom, der der Quadratwurzel der Summe der Quadrate der Eingangsströme proportional ist Der Wert dieses Stroms ist als geometrisch zu der Länge des Elektronenstrahls zwischen dem Ablenkpunkt und dem Schirm proportional erkennbar. Er stellt den Nenner der Vorverzerrungsgleichung dar.downstream absolute signal currents, which can be fed to the circuit for forming the square root of the sum of the squares of the input currents. In this arrangement, the absolute values of the X and K deflection voltages are converted into proportional current values and fed to the square root law circuit along with a reference current proportional to the length of the central or Z axis of the cathode ray tube between the deflection point and the screen. The circuit, which works according to a square law of the square, generates a current that is proportional to the square root of the sum of the squares of the input currents. The value of this current can be seen as geometrically proportional to the length of the electron beam between the deflection point and the screen. It represents the denominator of the predistortion equation.

Bei einer günstigen Ausführungsform sind zusätzlich Stromeinstellungseinrichtungen zur Einstellung der absoluten Signalströme vorgesehen, um eine Korrektur für Kathodenstrahlröhren mit unterschiedlich geformten Frontflächen zu erzielen.In a favorable embodiment, there are additional current setting devices for setting the absolute signal currents provided in order to achieve a correction for cathode ray tubes with differently shaped front surfaces.

Vorzugsweise bestehen die Stromeinstelleinrichtungen aus einem ersten und einem zweiten Widerstand, die auswählbare, voreinstellbare Widerstandswerte aufweisen. Diese Anordnung ermöglicht eine einfache und schnelle Einstellung des Verhältnisses der jeweils den X- und y-Ablenkspannungen proportionalen Stromwerte zu dem Bezugsstrom, um eine Anpassung an unterschiedlich gekrümmte Frontflächen von Kathodenstrahlröhren zu erreichen.The current setting devices preferably consist of a first and a second resistor which have selectable, presettable resistance values. This arrangement enables the ratio of the current values proportional to the X and y deflection voltages to the reference current to be set simply and quickly, in order to achieve an adaptation to differently curved front surfaces of cathode ray tubes.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Ablenkverstärker je aus einem vertikalen und einem horizontalen Ablenkverstärker bestehen, von denen jeder einen Eingangsdifferentialverstärker, dessen gemeinsame Emitter vom Korrektursignal beaufschlagt sind, eine Multiplizierschaltung, die zur Multiplikation der Ausgangssignale des Differentialverstärkers mit dem Bezugssignal des Bezugssignalgenerators an den Differentialverstärker angeschlossen ist, und einen Rückkopplungsverstärker aufweist, der an die Multiplizierschaitung zur Erzeugung einer Ausgangsspannung angeschlossen istIn a preferred embodiment it is provided that the deflection amplifiers each consist of a vertical one and a horizontal deflection amplifier, each of which has an input differential amplifier whose common emitters are acted upon by the correction signal, a multiplier circuit which is used to multiply the output signals of the differential amplifier is connected to the reference signal of the reference signal generator to the differential amplifier, and a Has feedback amplifier connected to the multiplier for generating an output voltage connected

Diese Schaltung ist konstruktiv einfach aufgebaut und läßt sich vorteilhafterweise in monohythisch-integrierter Form realisieren.This circuit is structurally simple and can advantageously be implemented in monohythic-integrated form.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, aus dem sich weitere Merkmale sowie Vorteile ergeben. Es zeigtThe invention is described below with reference to an exemplary embodiment shown in a drawing explained in more detail, from which further features and advantages result. It shows

F i g. 1 das Elektronenstrahlfeld einer Kathodenstrahlröhre in einem karthesischen Koordinatensystem,F i g. 1 the electron beam field of a cathode ray tube in a Cartesian coordinate system,

Fig.2 ein Blockschaltbild einer Geometrie- und Scharfeinstellungs-Korrekturschaltungsanordnung,2 shows a block diagram of a geometry and Focus correction circuitry,

Fig.3 ein detailliertes Schema des nach einem Wurzelgesetz arbeitenden Schaltungsteils der in F i g. 2 dargestellten Schaltungsanordnung und3 shows a detailed scheme of the according to a Root law working circuit part of the in F i g. 2 shown circuit arrangement and

Fig.4 ein detailliertes Schema des Verstärkerteils mit veränderlicher Verstärkung der in F i g. 2 dargestellten Schaltungsanordnung.Fig. 4 is a detailed scheme of the amplifier part with variable gain of the in F i g. 2 shown circuit arrangement.

In Fig. 1 der Zeichnung ist ein karthesisches Koordinatensystem dargestellt, das orthogonale X-, Y- und Z-Achsen aufweist, die jeweils die horizontale, vertikale und longitudinal Mittelachse einer Kathodenstrahlröhre bilden. Die X-K-Ebene stellt den Schirm oder die Sichtebene der Kathodenstrahlröhre dar. Ein Elektronenstrahl ist als Vektor L zwischen einem Ablenkpunkt und der Sichtebene dargestellt DerIn Fig. 1 of the drawings, a Cartesian coordinate system is shown which has orthogonal X, Y and Z axes which each form the horizontal, vertical and longitudinal central axes of a cathode ray tube. The XK plane represents the screen or the viewing plane of the cathode ray tube. An electron beam is shown as a vector L between a deflection point and the viewing plane

Vektor L schließt mit der Z-Achse einen Winkel θ ein.Vector L forms an angle θ with the Z axis.

In einem elektromagnetischen Ablenksystem ist der sin θ dem Eingangssignal proportional, bzw. istIn an electromagnetic deflection system, the sin θ is proportional to the input signal

sin0 =/Γ- /,sin0 = / Γ- /,

(1)(1)

wobei k eine Ablenkkonstante und / der Ablenkstrom bedeuten, der vom Eingangssignal abgeleitet wird. Die tatsächliche Ablenkung ist der Abstand r in der A"-y-Ebene. Für die nichtlineare Übergangsfunktion gilt:where k is a deflection constant and / is the deflection current derived from the input signal. The actual deflection is the distance r in the A "-y plane. The following applies to the nonlinear transition function:

r = L ■ sin θ = k ■ I r = L ■ sin θ = k ■ I

(2)(2)

Die zur Korrektur der Gleichung (2) erforderliche Vorverzerrung oder nichtlineare Dämpfung muß dem Reziprokwert von L proportional sein. Es gilt:The predistortion or nonlinear damping required to correct equation (2) must be proportional to the reciprocal of L. The following applies:

COS θ = COS θ =

(3)(3)

Mathematisch ist die Gleichung (3) für einen ebenen Schirm gleich derjenigen, die von dem oben erwähnten Popodi aufgestellt wurde bzw. istMathematically, equation (3) for a flat screen is equal to that of the one mentioned above Popodi was or is

cos θ ^: cos θ ^:

V\ + p² ■ tang² a_max+q² ■ tang²A, V \ + p ² ■ tang ² a _max + q ² ■ tang ² A,

(4)(4)

wobei ρ und q jeweils die in Bruchzahlen ausgedrückten unkorrigierten X- und Y-Achsen-Eingangssignale für 0< (p, q) <1 und txmu bzw. P_n^_x die maximalen Ablenkwinkel für die X- und V-Achse sind.where ρ and q are the fractional uncorrected X and Y axis input signals for 0 < (p, q) <1 and txmu and P _n ^ _x, respectively, are the maximum deflection angles for the X and V axes.

Da cos θ der gewünschte Korrekturfaktor ist, wird die lineare Beziehung sin θ — Ar · / · cos θ oder tang θ — k · L Dies ist analog der Beziehung für ein elektrostatisches Ablenksystem. Ferner ist diese Beziehung verzerrungsfrei Die Übergangsfunktion ist demnachSince cos θ is the desired correction factor, the linear relationship becomes sin θ - Ar * / * cos θ or tang θ - k * L. This is analogous to the relationship for an electrostatic deflection system. Furthermore, this relationship is distortion-free. The transition function is accordingly

r = Ar · Z · /. r = Ar * Z * /.

(5)(5)

Die vorstehende Analyse für die geometrische Korrektur gilt unter der Annahme, daß der Ablenkpunkt stationär ist und daß die Sichtebene von einemThe above analysis for the geometrical correction applies assuming that the deflection point is stationary and that the plane of view is from one unendlich weit entfernten Punkt aus betrachtet wird. Weiterhin wurde der Ausgang r als die Vektorsumme der X- und yAchsensignsie behandelt Dsher maS die Dämpfung gemäß den Gleichungen (3) und (4) auf jede Achse angewendet werden.is viewed from an infinitely distant point. Furthermore, the output r was treated as the vector sum of the X and y axis signals, so that the damping according to equations (3) and (4) can be applied to each axis.

Die Länge des Elektronenstrahls vom Ablenkpunkt bis zur Sichtebene ist:The length of the electron beam from the deflection point to the viewing plane is:

L = Z/cos θ = ZVl +p² - tang²a_mwc+q²tang²ß„ L = Z / cos θ = ZVl + p ² - tang ² a _mwc + q ² tang ² ß "

Es ist zu erkennen, daß der Ausdruck unter dem Wurzelzeichen der gleiche wie der im Nenner der Gleichung (4) aufgezeigte istIt can be seen that the expression under the Root sign is the same as that shown in the denominator of equation (4)

Deshalb kann dieser Tefl der Gleichung dazu benutzt werden, um die dynamische Lichtfleckkorrektur des vom Elektronenstrahl erzeugten Lichtflecks zu erleichtern.Therefore this part of the equation can be used to facilitate the dynamic light spot correction of the light spot generated by the electron beam.

Durch das jeweilige Einsetzen der elektrischen Werte I_x, /,und /*an Stelle der geometrischen Werte X, Kund Z lassen sich die Gleichungen (3) und (4) umschreiben wie folgt:By inserting the electrical values I _x , /, and / * in place of the geometric values X, Kund Z , equations (3) and (4) can be rewritten as follows:

cos Θ = — =cos Θ = - =

\+p² \ + p ²

(7)(7)

wobei /,ein Bezugsstrom ist,der proportional zu Zist.where /, is a reference current proportional to Zist.

Die Fig.2 zeigt ein Blockdiagramm einer Geometrie- und Scharfeinstellungskorrekturschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung. Eingangsablenkspannungen E_x und Ey werden Eingangsanschlüssen 1 und 2 zugeführt und in absolute Spannungswerte | E₁ \ und I Ey I jeweils durch Absolutwertverstärker 4 und 6 umgewandelt. Die Verstärker 4 und 6 können aus irgendeiner der bekannten, verfügbaren Absolutwertschaltungen bestehen, beispielsweise aus solchen, die eine Vollweggleichrichtung um einen Bezugspegel ausnutzen, um eine Spannungsgröße unabhängig von ihrer Polarität zu erzeugen.Figure 2 shows a block diagram of a geometry and focus correction circuit in accordance with the present invention. Input deflection voltages E _x and Ey are supplied to input terminals 1 and 2 and converted into absolute voltage values | E ₁ \ and I Ey I converted by absolute value amplifiers 4 and 6, respectively. The amplifiers 4 and 6 can consist of any of the known absolute value circuits available, for example those which utilize full-wave rectification around a reference level in order to generate a voltage quantity independent of its polarity.

Die absoluten Spannungswerte werden jeweils über einstellbare Widerstände 8 und 10 Spannungs-Strom-Umwandlerschaltungen 12 und 14 zugeführt, um Stromwerte 3 | I_x | und 3 | /, | zu erzeugen, die jeweils zu I E_x I und I Ey | proportional sind. Diese Stromwerte werden zusammen mit einem Bezugsstrom 3 h einer nach einem Wurzelgesetz arbeitenden Schaltung 16 js zugeführt, die ihrerseits einen Strom 3Il hervorruft, der der Quadratwurzel der Summe der Quadrate der Eingangsströme proportional ist bzw. gilt:The absolute voltage values are supplied via adjustable resistors 8 and 10, voltage-to-current converter circuits 12 and 14, in order to convert current values 3 | I _x | and 3 | /, | to generate, respectively, to I E _x I and I Ey | are proportional. These current values, together with a reference current 3 h, are fed to a circuit 16 js that operates according to a square law, which in turn produces a current 3Il which is proportional to the square root of the sum of the squares of the input currents or applies:

3 l_L =3 l _L =

I* +If.I * + If.

(8)(8th)

Der Ausgangsstrom ZIl wird mit einer Stromteilerschaltung 18 in drei gleiche Teile aufgeteilt, wobei jeder Wert von Il gleich dem Nenner der Gleichung (7) ist.The output current ZIl is divided into three equal parts with a current divider circuit 18, each value of Il being equal to the denominator of equation (7).

Ein Paar von Verstärkern 20 und 22 mit veränderlieher Verstärkung bewirken eine korrigierte Verstärkung der jeweiligen Eingangssignale E_x und E_}. Der Verstärkungsgrad dieser Verstärker wird durch das Verhältnis Iz/h oder cos θ bestimmt. Die korrigierten Ausgangsspannungen sind über die Ausgangsanschlüsse :-o 24 und 26 jeweils für die Verwendung in den horizontalen (X) und vertikalen (Y) Abienkspulen verfügbar. Da die Ablenkspannungen gemäß Gleichung (7) dynamisch korrigiert werden, sowie sich der Ablenkwinkel θ ändert, ergibt sich eine unverzerrte orthogonale Darstellung.A pair of amplifiers 20 and 22 with variable gain effect a corrected gain of the respective input signals E _x and E _} . The gain of these amplifiers is determined by the ratio Iz / h or cos θ. The corrected output voltages are available via the output terminals: -o 24 and 26 for use in the horizontal (X) and vertical (Y) deflection coils, respectively. Since the deflection voltages are corrected dynamically in accordance with equation (7), as soon as the deflection angle θ changes, an undistorted orthogonal representation results.

Die verbleibende Größe h wird einem Operationsverstärker 28 mit Rückkopplungswiderstand 30 zugeführt, um die Entfokussierung zu korrigieren, die von Änderungen in der CRT-Elektronenstrahllänge hervor- bo gerufen wird.The remaining quantity h is fed to an operational amplifier 28 with a feedback resistor 30 in order to correct the defocusing which is caused by changes in the CRT electron beam length.

Die gesamte oben beschriebene Schaltungsanordnung kann in geeigneter Weise in monolytisch-integjierter Schaltungsform realisiert werden. Durch die Änderung der Werte der Widerstände 8 und 10 kann die Schaltung leicht für die Verwendung bei Kathodenstrahlröhren angepaßt werden, die verschiedene Ablenkwmkel und Bildseitenverhältnisse aufweisen. Darüber hinaus eignet sich eine Vorverzerrung gemäß der Gleichung (7) für den allgemeinen Fall einer Röhre, die eine gekrümmte Frontfläche hat, wenn /» „,„*//, und Iy maJh in geeigneter Weise gewählt werden. Weiterhin gilt die Gleichung (7) im Fall einer Röhre, die eine kugelförmige Frontfläche aufweist, deren Mittelpunkt mit dem Ablenkpunkt zusammenfällt, weil die Verhältnisse I_x,m,\/lz und lynax/h dann gleich Null sind.The entire circuit arrangement described above can be implemented in a suitable manner in monolithically integrated circuit form. By changing the values of resistors 8 and 10, the circuit can easily be adapted for use with cathode ray tubes having different angles of deflection and aspect ratios. In addition, predistortion according to equation (7) is suitable for the general case of a tube which has a curved front surface if / »", "* //, and Iy maJh are appropriately selected. Equation (7) also applies in the case of a tube which has a spherical front surface, the center of which coincides with the deflection point, because the ratios I _x , m, \ / lz and lynax / h are then equal to zero.

Die Einzelheiten der nach einem Wurzelgesetz arbeitenden Schaltung 16 und der Stromteilerschaltung sind in F i g. 3 gezeigt. Die nach einem Wurzelgesetz arbeitende Schaltung 16 enthält emittergekoppelte Transistoren 38, 39 und 40, eine Emitterdiode 42 und Basisdioden 44 bis 49. Dieser Aufbau ist dem Stand der Technik nach bekannt, und ein Beispiel ist in »Electronic Letters«, Band 10, Nr. 21, Seiten 439 und 440 zu finden. Der Bezugsstrom 3h wird dem Anschluß 51 zugeführt, während die absoluten Stromwerte von den Umwandlern 12 und 14 jeweils den Anschlüssen 53 und 55 zugeführt werden. Die Basisspannungen der Transistoren 38, 39 und 40 werden in bezug auf eine negative Spannung —V gemäß logarithmischen Kennlinien der Halbleiterdiodenschichten erzeugt. Der vereinigte Kollektorstrom für die Transistoren 38, 39 und 40 ist 34 gleich, was in Gleichung (8) ausgedrückt ist. Integrierte Schaltungstechniken ermöglichen eine enge Abstimmung der Kennlinien der Transistoren und Dioden, um den Fehler zwischen Eingangs- und Ausgangssignalen möglichst klein zu halten.The details of the square-law circuit 16 and the current divider circuit are shown in FIG. 3 shown. The circuit 16, which operates according to a square law, contains emitter-coupled transistors 38, 39 and 40, an emitter diode 42 and base diodes 44 to 49. This structure is known in the prior art, and an example is given in "Electronic Letters", Volume 10, No. 21, pages 439 and 440. The reference current 3h is supplied to the terminal 51, while the absolute current values from the converters 12 and 14 are supplied to the terminals 53 and 55, respectively. The base voltages of the transistors 38, 39 and 40 are generated with respect to a negative voltage −V in accordance with logarithmic characteristics of the semiconductor diode layers. The combined collector current for transistors 38, 39 and 40 is equal to 34, which is expressed in equation (8). Integrated circuit technologies enable the characteristics of the transistors and diodes to be closely matched in order to keep the error between input and output signals as small as possible.

Der Ausgangsstrom 3Il wird von aufeinander abgestimmten Transistoren 57,59 und 60 in drei gleiche Teile aufgeteilt. Diese Transistoren erhalten eine Vorspannung durch eine ihren Basen über Anschlüsse 63 zugeführte Vorspannung und durch gleich große Emitterwiderstände 65, 67 und 69. Die gleichen Werte von Il werden den Verstärkern 20 und 22 mit veränderlichem Verstärkungsgrad und dem Scharfeinstellungskorrekturverstärker jeweils über Anschlüsse 71,73 und 75 zugeführt.The output current 3Il is divided into three equal parts by transistors 57, 59 and 60 that are matched to one another. These transistors are biased by a bias applied to their bases via terminals 63 and by emitter resistors 65, 67 and 69 of equal size. The same values of II are applied to variable gain amplifiers 20 and 22 and the focus correction amplifier via terminals 71, 73 and 75, respectively fed.

Ein detailliertes Schema der durch die Blöcke 22 und 24 in F i g. 2 bezeichneten Verstärker mit veränderlichem Verstärkungsgrad ist in Fig.4 dargestellt Die Schaltungen sind sowohl für die X- als auch für die V-Achse identisch. Die Beschreibung ist deshalb auf beide Verstärker anwendbar. Folglich schließen die Bezugnahmen auf die Eingangs- und Ausgangsspannungen die X- und V-Indizes ein.A detailed diagram of the diagram represented by blocks 22 and 24 in FIG. The variable gain amplifier labeled 2 is shown in FIG. 4. The circuits are identical for both the X and V axes. The description is therefore applicable to both amplifiers. Thus, references to input and output voltages include the X and V indices.

Die Transistoren 80 und 81 sind in Differentialschaltung über Emitterwiderstände 83 und 84 miteinander verbunden, um ein Paar Eingangselemente mit Gegenkopplung im Emitterkreis zu schaffen, die einen Multiplizierer mit linearer Steilheit speisen, der in Differentialschaltung miteinander verbundene Transistoren 86 und 88 und linearisierende Basisdioden 90 und 92 aufweist Die gemeinsame Verbindungsstelle der Widerstände 83 und 84 kann an den Kollektor irgend eines Transistors der Stromteilerschaltung 18 über die Stelle 94 angeschlossen sein, um die Zufuhr der Größe Il zu ermöglichen. Eine Quelle für die Vorspannung ist mit dem Anschluß 96 verbunden. Weiterhin ist eine Konstantstromquelle für die Transistoren 86 und 88 des Multiplizierers vorgesehen. Der von der Stromquelle 98 erzeugte Strom entspricht I* Die Kollektoren der Transistoren 86 und 88 sind über Kollektorlastwiderstände 100 und 102 mit einer geeigneten Quelle positiver Spannung verbunden.The transistors 80 and 81 are differential connected via emitter resistors 83 and 84 to create a pair of input elements with negative feedback in the emitter circuit, which feed a multiplier with linear slope, the differential connected transistors 86 and 88 and linearizing base diodes 90 and 92 The common connection point of the resistors 83 and 84 can be connected to the collector of any transistor of the current divider circuit 18 via the point 94 in order to enable the supply of the quantity II . A source of bias is connected to terminal 96. Furthermore, a constant current source is provided for the transistors 86 and 88 of the multiplier. The current generated by current source 98 corresponds to I *. The collectors of transistors 86 and 88 are connected through collector load resistors 100 and 102 to a suitable source of positive voltage.

Das unkorrigierte Eingangsablenksignal wird einem Anschluß 104 zugeführt Der an den Kollektoren derThe uncorrected input deflection signal is fed to a terminal 104 at the collectors of the

Transistoren 86 und 88 erzeugte Differentialstrom wird dem Differentialverstärker 106, der einen hohen Verstärkungsgrad aufweist, und einem Differentialverstärker mit Gegenkopplung im Emitterkreis zugeführt, der Transistoren 108 und 110 enthält, die mittels der Widerstände 112 und 114 eine Emitterkopplung aufweisen, um eine korrigierte Eintakt-Ausgangsspannung am Anschluß 116 zu erzeugen.
Die Übergangsfunktion dieser Schaltung ist:Differential current generated by transistors 86 and 88 is fed to differential amplifier 106, which has a high gain, and a differential amplifier with negative feedback in the emitter circuit, which contains transistors 108 and 110, which have an emitter coupling by means of resistors 112 and 114, to a corrected single-ended output voltage at terminal 116 to generate.
The transition function of this circuit is:

£,,,(korrigiert) ₌ ± £ ,,, (corrected) ₌ ±

^Ex.y ^E xy ¹L ¹ L

(9)(9)

Daher ist die Ausgangsspannung am Anschluß 116 für die Beaufschlagung der entsprechenden X- oder V-Ablenkspule das gewünschte vorverzerrte AblenkTherefore, the output voltage at terminal 116 is the desired predistorted deflection for the application of the appropriate X or V deflection coil

ίοίο

signal, das zur Erzeugung einer verzerrungsfreien orthogonalen Darstellung notwendig ist.signal that is necessary to generate a distortion-free orthogonal representation.

Eine Konstantstromquelle 118 erzeugt einen Strom, der gleich h ist, für den Betrieb des Verstärkers 108 bis 110. Dieser Verstärker hat eine Großsignal-Verzerrungscharakteristik, die ähnlich derjenigen des Eingangsverstärkers 80 bis 81 mit Gegenkopplung im Emitterkreis ist. Er dient dazu, diese Verzerrung im wesentlichen aufzuheben. Die Werte der Widerstände 83, 84, 112 und 114 sind vorzugsweise gleich groß gewählt.A constant current source 118 generates a current equal to h for the operation of the amplifier 108-110. This amplifier has a large-signal distortion characteristic similar to that of the input amplifier 80-81 with negative feedback in the emitter circuit. It serves to essentially cancel this distortion. The values of the resistors 83, 84, 112 and 114 are preferably selected to be the same.

Während ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt und beschrieben wurde, ist es den einschlägigen Fachleuten klar, daß viele Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne daß von den breiteren Aspekten der Erfindung abgewichen wird.While a preferred embodiment of the invention has been shown and described, it is It is clear to those skilled in the art that many changes and modifications can be made, without departing from the broader aspects of the invention.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Schaltungsanordnung zur Linearitätskorrekuir für eine Kathodenstrahlröhre, die eine Fokussierelektrode und ein mit Ablenksignalen beaufschlag- s bares Ablenksystem für einen quer zu einem Darstellungsschirm ablenkbaren Elektronenstrahl aufweist, wobei die Ablenksignale Korrekturstufen zuführbar sind, die von Korrektursignalen beaufschlagt sind, die durch weitere Verarbeitung von aus to den horizontalen und vertikalen Ablenksignalen erzeugten Absolutwertsignalen erhalten sind, dadurch, gekennzeichnet, daß die Absolutwertsignale zusammen mit einem von einem Bezugssignalgenerator (Rref) abgegebenen Signal, das der axialen Länge zwischen dem Ablenksystem und dem Darstellungsschirm proportional ist, einer die Signale quadrierenden und aus der Quadratsumme die Wurzel bildenden Schaltung (16) zuführbar sind, deren Ausgangssignale, die der Länge des Elektronenstrahls zwischen dem Ablenksystem und dem Darstellungsschirm, unabhängig vom Ablenkwinkel, proportional sind, den als Verstärker ausgebildeten Korrekturstufen (20, 22) zuführbar sind, deren Verstärkungsgrad durch die Ausgangs- :s signale gemäß dem Cosinus des Ablenkwinkels steuerbar sind.1. Circuit arrangement for linearity correction for a cathode ray tube, which has a focusing electrode and a deflection system which can be deflected transversely to a display screen and a deflection system for an electron beam which can be deflected transversely to a display screen, the deflection signals being supplied with correction stages which are acted upon by correction signals which are processed by from Absolute value signals generated to the horizontal and vertical deflection signals are obtained, characterized in that the absolute value signals together with a signal output by a reference signal generator (Rref) which is proportional to the axial length between the deflection system and the display screen, a signal squaring and from the The sum of squares forming the root circuit (16) can be supplied, the output signals of which are proportional to the length of the electron beam between the deflection system and the display screen, regardless of the deflection angle e-formed correction stages (20, 22) can be fed, the gain of which can be controlled by the output signals according to the cosine of the deflection angle.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den die Absolutwertsignale erzeugenden Spannungsabsolutwertschaltungen (4, 6) ein Paar von Spannungs-Strom-Umwandlern (12, 14) zur Umwandlung der vertikalen und horizontalen Ablenksignale in absolute Signalströme nachgeschaltet sind, die der Schaltung (16) zur Bildung der Quadratwurzel aus der Summe der Quadrate der Eingangsströme zuführbar sind.2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the absolute value signals generating voltage absolute value circuits (4, 6) a pair of voltage-current converters (12, 14) for converting the vertical and horizontal deflection signals into absolute signal currents are connected downstream of the circuit (16) for forming the The square root of the sum of the squares of the input currents can be supplied.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Stromeinstellungseinrichtungen (8, 10) zur Einsteilung der absoluten Signalströme vorgesehen sind, um eine Korrektur für Kathodenstrahlröhren mit unterschiedlich geformten Frontflächen zu erzielen.3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that in addition current setting devices (8, 10) for setting the absolute Signal currents are provided in order to achieve a correction for cathode ray tubes with differently shaped front surfaces.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromeinstelleinrichtungen aus einem ersten und einem zweiten Widerstand (8, 10) bestehen, die auswählbare, voreinstellbare Widerstandswerte aufweisen.4. Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that the current setting devices consist of a first and a second resistor (8, 10), the selectable, presettable Have resistance values.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkverstärker je aus einem vertikalen und einem horizontalen Ablenkverstärker (20, 22) bestehen, von denen jeder einen Eingangsdifferentialverstärker (80, 81, 83, 84), dessen gemeinsame Emitter vom Korrektursignal beaufschlagt sind, eine Multiplizierschaltung, die zur Multiplikation der Ausgangssignale des Differentialverstärkers mit dem Bezugssignal des Bezugssignalgenerators an den Differentialverstärker angeschlossen ist, und einen Rückkopplungsverstärker aufweist, der an die Multiplizierschaltung zur Erzeugung einer Aus- ω gangsspannung angeschlossen ist.5. Circuit arrangement according to claim 1 or one of the following, characterized in that the deflection amplifiers each consist of a vertical and a horizontal deflection amplifier (20, 22) consist, each of which has an input differential amplifier (80, 81, 83, 84), its common Emitter are acted upon by the correction signal, a multiplier circuit that is used to multiply the Output signals of the differential amplifier with the reference signal of the reference signal generator the differential amplifier is connected, and has a feedback amplifier connected to the Multiplier circuit for generating an output ω output voltage is connected.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (28, 30, 32) für die Ankopplung des Korrektursignals an die Fokussierelektrode vorgesehen sind.6. Circuit arrangement according to claim 1 or one of the following, characterized in that Means (28, 30, 32) are provided for coupling the correction signal to the focusing electrode.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, für die Korrektur der7. Circuit arrangement according to claim 1 or one of the following, for the correction of the Kissenverzeichnung bei einer Kathodenstrahlröhre, die ein elektromagnetisches Ablenksystem enthält, das in einer Entfernung Z vor. einem Sichtschirm angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar Eingangsanschlüsse (1,2) für die Aufnahme der X- und y-Ablenksignale und ein Bezugssignalgenerator zur Erzeugung eines Z-Bezugssignais, das dem Abstand Z proportional ist, vorgesehen sind, daß eine Einrichtung (16) zum Empfang der X- und V-Ablenksignale und des Z-Bezugssignals vorhanden ist, mit der ein dem Wert \/x²+j*+2? proportionales Korrektursignal erzeugbar ist, und daß Verstärkereinrichtungen (20,22) zur Aufnahme der X- und y-Ablenksignale, des Z-Bezugssignals und des Korrektursignals zur Erzeugung vorverzerrter X- und K-Ablenkausgangssignale vorgesehen sind, wobei die Vorverzerrung dem Wert Zf\lx²+f+i? proportional istPincushion distortion in a cathode ray tube that contains an electromagnetic deflection system that is positioned at a distance Z in front of. a viewing screen, characterized in that a pair of input connections (1,2) for receiving the X and y deflection signals and a reference signal generator for generating a Z reference signal which is proportional to the distance Z are provided (16) for receiving the X and V deflection signals and the Z reference signal is present, with which a value \ / x ² + j * + 2? proportional correction signal can be generated, and that amplifier devices (20, 22) for receiving the X and y deflection signals, the Z reference signal and the correction signal for generating predistorted X and K deflection output signals are provided , the predistortion corresponding to the value Zf \ lx ² + f + i? is proportional

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung des Korrektursignals Schaltungen zur Umwandlung der X- und y-Ablenksignale und des Z-Bezugssignals in Ströme I_b I_y und h enthält, wobei das Korrektursignal dem Wert ]/I_x ²+I₃?+I?² proportional ist8. Circuit arrangement according to claim 7, characterized in that the means for generating the correction signal contains circuits for converting the X and y deflection signals and the Z reference signal into currents I _b I _y and h , the correction signal having the value] / I _x ² + I ₃ ? + I? ^{2 is} proportional

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Ströme I_x und I_y für die Erzeugung eines Korrektursignals bei unterschiedlichen Formen der Sichtschirme der Kathodenstrahlröhren wählbar sind.9. Circuit arrangement according to claim 8, characterized in that currents I _x and I _{y can be selected} for generating a correction signal for different shapes of the screens of the cathode ray tubes.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkereinrichtungen horizontale und vertikale Ablenkverstärker (20,22) aufweisen.10. Circuit arrangement according to claim 7 or one of the following, characterized in that the amplifier means comprise horizontal and vertical deflection amplifiers (20,22).

Π. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine dynamische Scharfeinstellungsschaltung (28,30, 32) zur Ankopplung des Korrektursignals an eine Fokussierelektrode der Kathodenstrahlröhre vorgesehen istΠ. Circuit arrangement according to Claim 7 or one of the following, characterized in that a dynamic focusing circuit (28,30, 32) for coupling the correction signal to a Focusing electrode of the cathode ray tube is provided

12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung des Korrektursignals die nach einem quadratischen Gesetz arbeitende Einrichtung (16) und eine Stromverteilerschaltung (18) zur Erzeugung von drei gleich großen Korrektursignalströmen mit dem Wert fi_x ² + // +1₂ ² aufweist, die den horizontalen und vertikalen Ablenkverstärkern (20, 22) und der dynamischen Scharfeinstellungsschaltung (28, 30, 32) zuführbar sind.12. Circuit arrangement according to claim 7 or one of the following, characterized in that the device for generating the correction signal, the device operating according to a quadratic law (16) and a power distribution circuit (18) for generating three equal h large correction signal currents with the value fi _x ² + // + 1 ₂ ² , which the horizontal and vertical deflection amplifiers (20, 22) and the dynamic focusing circuit (28, 30, 32) can be fed.

13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, zur Erzeugung einer linearen Korrektur und einer dynamischen Scharfeinstellungskorrektur bei einer Kathodenstrahlröhre mit magnetischer Strahlablenkung, der X- (horizontale) und Y- (vertikale) Ablenksignale zuführbar sind, wobei die Linearitätskorrektur bei horizontalen und vertikalen Ablenkverstärkern, die jeweils an horizontale und vertikale Ablenkjoche angekoppelt sind, durch Steuerung der Verstärkungsfaktoren der Ablenkverstärker angewendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Bezugssignalgenerator (Rref) ein Bezugsstrom h erzeugbar ist, dessen Größe proportional dem Z-Achsabstand zwischen dem Ablenkpunkt der Kathodenstrahlröhre und dem Darstellungsobjekt ist, und daß Einrichtungen (4,6) zur Umwandlung der X- und y-Signale jeweils13. Circuit arrangement according to claim 1 or one of the following, for generating a linear correction and a dynamic focus adjustment in a cathode ray tube with magnetic beam deflection, the X (horizontal) and Y (vertical) deflection signals can be fed, the linearity correction for horizontal and vertical Deflection amplifiers, each coupled to horizontal and vertical deflection yokes, is used by controlling the gain factors of the deflection amplifier, characterized in that a reference current h can be generated with the reference signal generator (Rref) , the magnitude of which is proportional to the Z-axis distance between the deflection point of the cathode ray tube and is the display object, and that means (4,6) for converting the X and y signals, respectively

in currents I _x and I _y as well as a device (16) operating according to a square root law are provided which generates three correction currents, the magnitudes of which are equal to the square root of the sum of the squares of the values I _n I _p and h .

14. Circuit arrangement according to claim 13, characterized in that a focus correction amplifier (28, 30) for converting one of the correction currents into a focus signal voltage is available

15. Circuit arrangement according to Claim 1 or one of the following claims, characterized in that the deflection amplifier (20, 22) has two transistors (80, 81) in a differential circuit for each coordinate axis (X, Y?), The emitters of which each have an adjustable resistor (83, 84 ) are connected to each other and acted upon by the correction signal current of the current distribution circuit (18), that the base of one transistor (80) can be supplied with a deflection voltage, that the collectors of the transistors (80, 81) go to transistors (90, 92) connected as diodes and, on the other hand, are connected to bases of further transistors (86, 88) which are connected to one another in a differential circuit and whose emitters are connected to one another are fed by the reference current, while the collectors, together with the collectors of additional transistors (108, 110) which are connected to one another in a differential circuit, whose emitters have Resistors (112, 114) are fed jointly by the reference current, to collector resistors (100,102) are connected, and that the output of one with its inputs to the collectors of the transistors (86, 108; 88, UO) placed differential amplifier (106) is connected to the base of an additional transistor (HO), at which the corrected deflection signal is available